采用三极胆制作的单端甲类功放

　　大多数音响爱好者对胆功放独到的音色都有深切的感受。胆声的圆润、透明、自然、真挚、最终征服了每一位音乐爱好者的心。在胆功放中尤以单端甲类电路程式胆机声最靓。象以300B三极胆构成的单端甲类功放，几手是音响爱好者共知的顶级靓声胆机。

　　单端甲类功放音质好是有道理的。从甲类功放电路来分析，放大电路处于高工作点状态。输入信号的幅值相对于工作点电平（电压、电流）总是较小。特别是正常音量小信号输入的情况下，工作点基本上可认为是没有太大变化。而工作点不变，意味着电路参数也不变（指互导、内阻、放大率等）。所以放大特性就有线性放大的特点。也就是说，单端甲类功放小信号状态下就没有失真，或者说失真极小。这点乙类推挽功放完全无法相比。

　　尤其是采用三极胆的单端甲类功放，特性就更佳。这是因为三极胆自身失真就要比五极胆低，处于甲类工作状态，失真自然更低。而三极胆还有一个为大家所忽略的优良特性，那就是三极胆功放电路对负载的适应度极宽。计算表明，当负载大小改变四倍时，其输出功率变化不大于12%。对于三极胆功放，无论是接入8Ω扬声器还是4Ω扬声器，输出不会发生大的变化。

　　虽然扬声器的标称阻抗是4 Ω或8Ω，其实它根本就不是一个单纯而恒定的量。所有扬声器的阻抗都会随着频率发生变化。不妨来看下图。下图中的曲线表示出扬声器阻抗随频率变化的特征。在18Hz频率处，阻抗竟达23Ω．为标称阻抗的2.9倍。变化之大让人吃惊。而且扬声器的阻抗还不是纯电阻，通常相当于电感与电阻的串联。

　　如此变化多端的扬声器阻抗作放大电路负载，将导致放大器放大倍数、输出功率同样随之变化无常，从而造成输出失衡。相对于正常的均衡输出，这也是一种失真。由于扬声器阻抗随频率而变，所以这种失真随频率变化而生，称之为频率失真。

　　因为三极胆功放电路对负载适应度宽，能比较有效地克服这种失真。所以三极胆功放绝无象五极胆（包括束射四极胆）功放那样易产生尖噪刺耳的高频劣声。这类劣声多系频率失真的结果。

　　这大概是三极胆靓声的主要原因。人们都说3008声最美，甚至誉之为“胆后”。其实，由于三极胆共同的特性，所有的三极胆管，音质都不错。

　　2A3、845、21 1不都是靓声胆吗？当然，每个三极胆管都各有自己的结构特点，所用材料不同，音色也各有差别。

　　可说是锦上添花。显然．300B是三极胆中的佼佼者。

　　工程实践与理论分析都已证明，三极胆单端甲类胆机荣膺靓声胆机桂冠。

　　也许有人认为甲类推挽功放，失真岂不更低？理应更好。

　　甲类推挽胆功放失真更低完全不错。但推挽电路失真低源于推挽两管特性的一致，这里的一致包含多种参数：

　　放大率、相位、工作者点互导、内阻等等。若不能完全一致，反倒要附加上各管的失真。而实际胆机制作中能获得这样完全一致的胆吗？

　　而且胆推挽功放要求一级倒相电路，这将增加功放电路的复杂度。有违靓声功放“简洁至上”的设计原则。

　　实际制成的推挽甲类胆机，一般音质都逊于单端甲类胆机。

　　虽然，从音质考虑单端甲类胆机勇摘桂冠，而就电路效率看，却是倒数第一。这正应了世上一句话：甘蔗没有两头甜。

　　当无信号输入时，单端甲类功放处于最高功耗状态，并且全部消耗在功放胆上，以致于功放处于高热状态。额定输出功率越大，静态功耗就越大。

　　好在有信号时，耗在功放胆上的功率将转变成信号功率输出，功放胆的功耗反倒下降。电路效率理论值可达50%，与高效率乙类功放之70%相比，倒也不差太多。

　　对于单端甲类功放来说，长时间无信号时最好关闭，避免无谓消耗。注意到这点，单端甲类功放实用电路效率也算让人认可。

　　从听音响角度出发，一般30m2以下的听音空间，采用中等灵敏度音箱( 87dB)，每声道10W功率输出是足够响的了。但考虑到交响乐及现代强节奏，爆棚音乐，功率动态裕量还应更大一倍才好。即每声道20W输出。2x20W立体声功放，可满足绝大多数音乐作品欣赏要求，巨细兼收，达到震撼效果。

　　这也应是单端甲类功放理想的功率输出要求。通常单端甲类功放，静态功耗至少为额定功率输出的2倍，即每声道功放胆应承担的功耗为2x20W。

　　但功耗在40W以上的中小型三极胆为数不多，仅300B胆功耗为40W。

　　可是三极胆功放效率低下，40W的300B最大也只能输出10W左右功率。

　　功耗大于100W的大型三极胆倒是不少，象845、21 1、805等。然而此类大胆，电源通常在千伏以上，灯丝功耗也大。使用既不方便，也不太安全，还加大了制作难度与成本。不是好的选择对象。

　　不妨将选择对象扩大到四极，五极胆，然后通过适当的电极连接方式取得三极胆功放的优良特性。

　　FU-50是一只独具特色的五极发射胆，体形较小，却具有40W的功耗能力。该管通常用在米波发射机中，所以许多胆机爱好者对此胆也不甚熟悉。其实早有音响发烧友将其用于音响HI-FI功放，获得不错口碑，有“超凡脱俗”的雅号。

　　FU-50是中国型号，对应的欧美型号为P50/2。

　　通常五极胆的音质要好于束射四极胆。

　　如6P14就比6P1靓声。而EL34更胜于6L6。不过五极胆的帘栅电流要比四极束射胆大很多，因此五极胆的电路效率要低一些。

　　但FU-50却有些与众不同。它是一只束射五极胆，其帘栅结构与束射四极胆相同。它具备五极胆的特性，帘栅电流却小得多。接近四极束射胆水平。所以，FU-50是一只音质好而效率较高的五极胆。这种特殊结构的胆，大概在五极胆中还绝无仅有。FU-50采用氧化物阴极，阳极发射电流高，灯丝点燃功率小，阳极电压可承受1000V，是一个优质的功放胆。

　　FU-50完全可以接成三极胆方式工作。与300B类似，其输出功率可达10W以上。按理想的输出功率来说，略显不足。

　　其实对四极、五极胆而言，采用超线性电路是较好的方式。超线性电路实质上是帘栅负馈形式的五极胆功放电路，但却具有三极胆功放电路的输出特性。具有三极胆功放内阻低、失真小、负载适应宽的最基本的优良品性。其电路效率可与五极胆相当。超线性功放电路可称得上五极胆（含束射四极胆）功放电路的最佳形式。以FU-50胆构造超线性电路，在同样40W功耗下，可获得接近20W的输出功率，达到所要求的理想功率水平。FU-50加超线性电路真可谓天作之合。

　　但是对于每个具体型号的胆，要得到一种最佳的超线性电路，可不太简单。因为在输出变压器上要取得接帘栅极的最适合的抽头只能由实验决定。在不同电流下，不同输出牛（材料、绕制方法不同）的抽头位置不尽相同。也许你得更换多个输出牛，才能确定最佳的抽头位置。所以虽然超线性电路早已提出，但真正采用超线性电路的厂制产品却不多。超线性电路输出牛制作难度大，应当是主要原因。

　　本机的设计中，经过研究与反复实践，开发了一种独特的超线性功放电路。输出牛上无须任何抽头，但能实现超线性电路连接。具有超线性电路的相同特性，达到了超线性电路的最佳抽头连接方式的效果。

　　关于这种新型超线性电路原理，我们将在后文整机电路原理介绍中详加说明。

　　下图是本超线性单端甲类胆机整机电路图（仅给出一个通道，另一通道相同）。

　　本机电路分作通道放大与电子电源两部分。

　　通道部分采用三级放大。前级放大与推动级选用双三极胆SSN7担任。6SN7（国产型号6N8P）放大系数26，是公认的失真度较小的音频电压放大管。按说电压放大采用一级放大也是可以的。不过6SN7放大倍数较低，一级放大会使整机灵敏度偏低。若采用高u三极胆6N4,6W9P则完全可以，不过失真度，动态范围就不如6SN7了。6SN7两组三极胆分别担任前级与推动级放大。前级放大倍数设计为10倍左右，推动级倍数为2，则总放大倍数为20倍，使整机灵敏度比较适中，与音源（CD机）电平相配。

　　采用两级放大有个好处：前级放大率相对较小，因此屏流信号摆幅较小，前级属小信号放大性质，具有线性放大的特点，基本上无失真。而推动级放大倍数仅为2，可采用阳极强负反馈电路，同样无失真。两级放大既满足了整机灵敏度要求，又取得了高质量低失真放大。

　　各级之间采用直接耦合方式，不用耦合电容。避免电容对信号的音染。

　　由于直耦，未级功放的工作点（栅负压）由前级直流工作状态决定。调节Rsi可改变前级栅偏压，从而使前级工作点变化，进而导致推动级工作状态变化，最终使功放级栅负压改变。调节Rsi以确定功放级合适的工作点。DW1系稳压二极管，相当于交流接地，所以Rsi不会对前级产生反馈作用。

　　Rr，CT是相位调节元件，用以克服输出牛存在的相移。由于RT、G接入后会造成高频端衰减，故在推动级输入端加入CB、RB高频提升电路，以保证放大通带的频率均衡。

　　功放是本机电路较具特色的部分。

　　功放胆FU-50的帘栅通过R5、R6与屏极及电源相连，构成本机独有的新型超线性电路。

　　在放大时，帘栅极通过R5、R6得到部分输出电压形成帘栅负反馈，这与从输出变压器抽头的一般超线性电路完全等效。改变抽头位置，可调整反馈电压值，以取得最佳线性放大，改变R5与R6比值相当选取不同抽头。这样的超线性电路显然可轻易达到最佳抽头效果，而无须象传统的超线性电路那样在输出牛上反复抽头选择。其轻松便当真远了去了。

　　静态时，帘栅通过R5、R6的并联与电源相连，这与一般五极胆帘栅供电方式相似。通过选择R5与R6使帘栅取得额定的工作电压。显然，静态时新型电路与标准的五极胆工作状态相同。所以栅负压也与五极胆电路相同。

　　但是传统的超线性电路由于帘栅极通过输出牛与电源相连，基本上与电源相同，相当于三极胆工作状态。栅偏压要大得多，这会造成直耦的困难。

　　新电路的另一优点是：帘栅电流不流过输出牛。由于放大时帘栅电流具有较大的时变成份，所以能极大地提高输出电流品质，减少波形与相位失真。

　　功放电路中，功放胆阴极接有阴极电阻R4、RD。R4的作用是产生适当的负反馈，稳定放大倍数。当功放胆变化或更换时，整机放大量保持基本稳定，当然也有进一步降低本级失真的作用。RD很小仅为1Q，主要为测量屏流之用。通过测VRD可确定功放胆屏流。

　　超线性电路交流特性与三极胆电路相似。本机设计以8Ω负载作为标称负荷，实际上本功放对负载适应度很宽，当改用4Ω负载时，输出下降并不很多，所以本机输出牛虽不作4Q抽头，但允许负载由4Ω~8Ω变化。

　　由于输出牛初级不用抽头，次级不用抽头，所以输出牛绕制工艺相对简单。采用特殊的绕法，有效地提升了输出牛的品质。实测输出牛频率响应达120kHz，从而为整机商品位奠定了坚实的基础。

　　“红花还需绿叶扶”。对于一个优良的放大电路而言，离开了高质量的供电源当然不行。但仅仅认识到这一点还是不够的。

　　当电子音频放大电路，日趋完善，接近完美时。也就很难从放大电路本身来提升音质。音质要想进一步提升，只能依靠电源的改进，使之尽善尽美。

　　事实上，对HI-FI功放来说，电源的每一点改善，都会形成音质令人惊奇的提升。这正是许多爱好者对“摩机”乐此不疲的原因。

　　我们知道，理想的电源，内阻应为零。但这样的电源根本就不存在，包括电池在内所有的电源都会存在一定的内阻。尽管内阻不大，但它将造成放大通道中前后级之间的有害耦合，形成反馈。究竟是负反馈还是正反馈，要视具体情况而定。这种反馈作用会使放大器性能劣化，所以使音质降低。

　　采用传统的线性光源器件，如电容、扼流圈等，很难使整流滤波电源达到理想电源的性能。而采用电子放大器件，则可在交流状态下做到接近理想电源的性能。而音频放大器工作时处于交流状态。所以电子电源与优质放大器一并可有效提升功放品质，再求音质更上一层楼。

　　本机电源整流采用半波双相方式，取其简单高效。栅偏压供电（即前级供电）因其电流较小，仅数毫安，采用从主电源绕组上倍压整流的形式，再通过DW11、DW12硅稳压二极管可稳定输出-195V负压。电源的整流的部分比较简明，目的在于方便实现电源一点接地。使电源电路力求达到理想化程度。

　　主电源整流滤波之后，再应用场效应管IRF840实现电子滤波，稳压。

　　IRF840对负载随动变化，电源交流内阻相当于该场效应管源极跟随器的输出内阻，接近于零，基本达到交流内阻为零的理想状态。接功放级的电源输出端纹波系数可达前置级水平。全部电源电路力求完美，以对音质提升作出贡献。

　　实际上，将整个放大通道看作一个变化的负载，从Q40( IRF840)源极接入。而在栅极接入稳压二极管DW03～DW01及电容C130那么栅极电位对直流来说恒定不变，对交流而言接地为零。于是Q40就是一个源极跟随器电路，源极输出始终会与栅极保持交流等电位，也就是交流接地电位。电源的输出端既然始终为交流零（地）电位，说明交流内阻为零。当然要作到交流内阻绝对为零，Q40的放大倍数应充分大，实现源极对栅极的绝对跟随。

　　因为Q40的放大倍数虽然可以很大，但毕竟是有限的，所以交流内阻也不可能达到绝对为零。通常Q40采用IRF840，交流内阻在0.1Ω左右。

　　如果采用电容去耦、滤波，在50Hz的工作频率下．lOOuF的电容内阻将达30Ω左右。工作频率再低，内阻还会更大。

　　可见，与线性器件相比，本机电子电源内阻要小300倍以上，真可算上理想化电源了。

　　Q40为什么要用场效应管呢？这是因为场效应管会有丰富的偶次谐波成份，会对相当负载的放大通道产生影响。在乐理上偶次谐波，就是八度和弦音，谐波再产生偶次谐波，则形成多次高频泛音（之间均为偶数倍）。这种泛音给人以丰满动听的感受。以场效管构成的电子电源性能接近理想是音质上的求真，附加偶次谐波是音质上求美。

　　在工艺结构上，本机坚持采用先进的镀金双面印刷电路。以求实现理想的一点接地及两点间连接最短的布线原则。可说是用当代先进的电路结构形式演绎经典的胆放大电路，理所当然地会将传统电路的性能提升到一个新的水平。本机印刷电路元件排列布见附图。

　　那种以为“搭栅焊”为胆机电路传统工艺，必保留而悦之，也许只是爱乌及屋的怀旧情结，并非理性的音质至上，品质第一，制作HI-FI功放的正确理念。即便是昔日辉煌，也当有“虎踞龙盘今胜昔”的进步。

　　本机的音质走向趋于中性，真实度很好，但绝非平淡无味，是一种自然．真挚的风格，似乎带有一点淡淡的甜味，这大概是胆的特色吧，也许是电源中偶次谐波的作用。高频延伸不错，清彻纤细，久听不疲，低频雄浑有力而不混浊，恰如其分，令人震撼却不心慌意乱（超低频对人之生理作用）。这应是输出牛对超低频传输有所限制的功劳。

　　本机音质平和，但并不意味着速度缺乏。它可以很好地再将交响乐中快板乐章及现代音乐的强烈节奏，可是毫不吵人，而是一种很“爽”的感觉。与300B单端甲类胆机相比，音色中少了一分娇柔，而多了一分鲜活与洒脱。力度上更是弥补了300B胆机不足的缺憾。

　　更多的音质评价不打算多说。因为这些对音响专业者而言，多带主观色彩。对入门者又不知所然。最好还是留给听者自己去感受。

　　要想获得好的听感效果，必须考虑与音箱的搭配问题。本机与英国AE，BW，ProAc(贵族)，Spenda(思奔达)等音箱相配都表现不俗。与国产音箱八达，惠威，何氏相配，效果也很满意。值得一提的是八达的音乐小天使箱，售价不高，却能令人耳目一新，留连忘返。

　　本功放驱动力也很不错，对于公认的难推起来的丹拿音箱，并不感到困难。推起来相当顺畅，口味真实、自然，尽显Hi- Fi本色。

　　本机型号天乐A1850P，指标为：